Visando avaliar a ação gênica predominante em caracteres de importância econômica da cana-de-açúcar e identificar cruzamentos com potencial genético favorável para o desenvolvimento de novos cultivares, avaliaram-se oito genótipos segundo um esquema em dialelo desbalanceado, e também, progênies de 44 cruzamentos no delineamento látice 7 x 7, com três repetições, no Centro de Pesquisa e Melhoramento da Cana-de-Açúcar (CECA), da Universidade Federal de Viçosa. Os caracteres estudados foram: Brix % caldo da cana, número de colmos, massa média de colmo, toneladas de colmos por hectare, toneladas de Brix por hectare e porcentagem de florescimento. Os resultados evidenciaram a importância tanto dos efeitos gênicos aditivos como dos não-aditivos na expressão das características avaliadas. Os genótipos SP82-6108 e IAC86-2210 e as combinações híbridas SP82-6108 x SP88-754, SP82-6108 x SP87-365, SP81-1763 x SP82-6108, IAC86-2210 x SP88-754, IAC86-2210 x SP86-96, IAC86-2210 x SP81-1763, SP88-819 x SP87-365, SP84-2029 x SP87-365 e SP88-754 x SP87-365, mostraram maior potencial para elevar a produtividade de cana-de-açúcar.