La diversidad genética es invaluable en el desarrollo de variedades de trigo adaptables al clima y a la sequía. El objetivo de este estudio fue determinar la extensión de la variación genética presente en las colecciones de germoplasma de trigo para la asignación de biomasa y tolerancia a la sequía basada en atributos fenotípicos y de raíces complementarios y marcadores de polimorfismos de nucleótido único (SNP) de alta densidad para seleccionar progenitores de cría. Un total de 97 genotipos de trigo pan (L.) fueron evaluados en ensayos de campo e invernadero bajo condiciones de estrés por sequía y no estresadas. El análisis de varianza molecular mostró que la varianza intrapoblacional fue muy alta en un 99%, con una mínima varianza inter-poblacional (1%). La distancia genética, el contenido de información polimórfica y la heterocigosidad esperada fueron de 0.20-0.88, 0.24-1.00 y 0.29-0.58, respectivamente. El análisis de conglomerados basado en datos de SNP mostró que el 44% y el 28% de los genotipos evaluados mantuvieron sus grupos genéticos en comparación con conglomerados jerárquicos bajo datos fenotípicos de estrés por sequía y no estresados, respectivamente. El análisis conjunto utilizando datos genotípicos y fenotípicos resolvió tres grupos heteróticos y permitió la selección de los genotipos BW140, BW152, BW157, BW162, LM30, LM47, LM48, LM52, LM54 y LM70. Los genotipos seleccionados fueron los más genéticamente divergentes con alta biomasa de raíces y rendimiento de grano y se recomiendan para producción o cría.