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A diversidade genética entre seis linhagens de pimentão, em relação a oito características de crescimento e nutricionais, foi avaliada por meio de técnicas de análise multivariada (distâncias D2ii' de Mahalanobis, agrupamento pelo método de Tocher e análise por variáveis canônicas). Com base nas distâncias D2ii' estimadas, avaliou-se também a relação entre a dissimilaridade genética predita e a média de matéria seca total, a heterose em relação à média dos progenitores e à capacidade específica de combinação dos híbridos F1, por meio dos coeficientes de correlação de Pearson e Spearman. Houve manifestação de ampla variabilidade genética, destacando-se as linhagens P-141-152-F14, P-142-403-F11 e P-141-190-F16 pela dissimilaridade entre si e em relação ao conjunto. Coeficientes de correlação positivos (>0,50) e significativos (P < 0,05) foram obtidos entre D2ii' e a heterose média e a capacidade específica de combinação, indicando que a utilização da distância genética, predita por procedimentos multivariados, constitui-se numa eficiente estratégia para a escolha de combinações promissoras em programas de melhoramento.