本发明公开了一种加氧酶基因caceO及其编码的蛋白质和应用。本发明克隆的加氧酶基因caceO序列如SEQ ID NO.1所示，其编码产物CaceO序列为SEQ ID NO.2。CaceO能催化乙草胺水解生成2-氯-N-（2-乙基-6-甲基苯基）乙酰胺，水解甲草胺和丁草胺生成2-氯-N-（2，6-二乙基苯基）乙酰胺。CaceO可用于构建通过降解甲草胺、乙草胺和丁草胺而获得抗这些除草剂的转基因作物，也可用于土壤、水体中甲草胺、乙草胺和丁草胺残留的消除和化工产品的生物转化，具有非常重要的理论和应用价值。