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O objetivo deste trabalho foi avaliar descritores quantitativos e estimar parâmetros genéticos em genótipos de mamoeiro (Carica papaya). Foi instalado um experimento em blocos aumentados, para a avaliação de 27 genótipos, entre cultivares, variedades melhoradas e variedades locais, com o uso de 30 descritores relacionados à planta, folhas, flores, frutos e sementes. Após diversos ciclos de melhoramento, os genótipos ainda mostravam ampla variabilidade quanto aos descritores avaliados. A maior parte da variação fenotípica ocorreu em razão da variância genotípica. A herdabilidade variou de 60,48 a 99,05% e, em 80% dos casos, foi superior a 80,46%. A razão entre o coeficiente de variação genético e o ambiental foi maior do que a unidade para 63% das características. Há diferenças agronômicas suficientes para uso dos genótipos "per se" ou como parentais em programas de melhoramento, em razão de agregarem variação genética, qualidade de frutos e tipo agronômico.