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La estimación de los parámetros genéticos permite determinar las metodologías del mejoramiento genético a utilizar para el mejor aprovechamiento del germoplasma. Se evaluaron agronómicamente 32 poblaciones de maíz de grano amarillo de origen diverso, posteriormente se seleccionaron las ocho con mejor comportamiento y diversidad contrastante, las cuales se usaron para obtener 56 cruzas (Método 1 de Griffing), que se evaluaron en dos localidades, bajo un diseño experimental de bloques completos al azar. El objetivo fue estimar la aptitud combinatoria general (ACG) y específica (ACE), el tipo de acción génica, y determinar la presencia de efectos maternos (EMat) y recíprocos (ERec) en caracteres agronómicos; así como, estimar la heterosis del rendimiento de grano (REN) en las cruzas. Se cuantificó REN y seis caracteres agronómicos. Se encontraron diferencias significativas entre genotipos, ACG y ACE para todos los caracteres; así mismo, entre ambientes para altura de planta (AP), coeficiente de desgrane, longitud del grano (LG) y REN. En cuanto a los EMat y las interacciones Genotipos × Ambientes, ACG × Ambientes diferencias para AP, LG, peso de 100 granos, días a floración femenina, índice de prolificidad y REN. Los efectos aditivos predominan en la expresión de los caracteres evaluados. Por otro lado, existe significancia para EMat, pero no para ERec en la expresión de los caracteres. Además, hubo heterosis positiva en el rendimiento de las cruzas. La aptitud combinatoria y heterosis servirá para seleccionar las mejores variedades e incluirlas en un programa de mejoramiento genético para la zona de Valles Altos de México.