本发明公开了一种棉花叶绿体超氧化物歧化酶及其编码基因与应用。该棉花叶绿体超氧化物歧化酶,是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质:1)序列表中的 SEQ ID №:2;2)将序列表中SEQ ID №:2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与具有超氧化物歧化酶功能的蛋白质。该基因在原核表达载体中可表达具有活性的超氧化物歧化酶。本发明的棉花叶绿体超氧化物歧化酶基因转入棉花中,可延缓棉花早衰。