La esterilidad masculina citoplasmática (CMS) es una herramienta crucial para aprovechar la heterosis en plantas, aunque sus mecanismos subyacentes en el tabaco siguen sin comprenderse completamente. En este estudio, el CMS K326 de tabaco, derivado de una variante que ocurre de forma natural, mostró una variedad de anomalías en los estambres, incluyendo degeneración de estambres, ausencia de estambres y rasgos carpelóides, petaloides y sepaloides. La microscopía histológica y electrónica mostró que el CMS K326 y su mantenedor se diferenciaron en la etapa temprana de los brotes. El análisis de genes diferencialmente expresados (DEGs) reveló expresiones anormales de varios genes clave, incluyendo genes relacionados con auxinas, durante el desarrollo de los brotes. El análisis de red de correlación de genes ponderados (WGCNA) identificó un módulo altamente correlacionado con el desarrollo floral, el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), auxinas y las moléculas de señalización de regulación retrógrada mitocondrial. Las regiones promotoras de 19 de los 42 genes clave en este módulo poseen elementos cis-respuesta a auxinas. Estos resultados apuntan a una correlación entre irregularidades en auxinas y el desarrollo de estambres en el CMS K326.