本发明提供了一种棉花尿苷二磷酸葡萄糖醛酸脱羧酶基因(GhUXS3)及其编码的蛋白，其核苷酸序列和氨基酸序列分别如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示。本发明提供的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸脱羧酶是棉纤维发育过程中非纤维素物质形成的一个关键酶，影响棉纤维品质，因此本发明为棉纤维品质改良基因工程提供了新的候选基因，利用本发明获得的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸脱羧基因(GhUXS3)可为进一步转化棉花从而提高棉纤维品质奠定基础，具有较大的经济效益和应用价值。