本公开涉及一种基因，该基因为NopD基因，且编码如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质，(b)在(a)限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一个或至多n个氨基酸且具有蛋白质(a)的活性的由(a)衍生的蛋白质。本公开还提供了该基因编码的蛋白质、插入有该基因的重组载体、一种改良根瘤菌的方法和一种增加农作物产量的方法。NopD蛋白直接作为真核细胞内SUMO酶而抑制共生固氮。当NopD的酶活性位点突变后，突变体NopDC972‑A丧失酶活性，改造菌株在结瘤实验中表现更高的共生固氮效率。
