La sequía post-antesis afecta la producción de trigo a nivel mundial, principalmente a través de la limitación del llenado de grano. La removilización mejorada de reservas de tallos inducida por la sequía puede proporcionar fuentes considerables de carbono para el llenado de grano. El objetivo de este estudio, que formaba parte de un programa de mejoramiento de trigo en curso dirigido a la tolerancia a la sequía, era evaluar la capacidad de 20 genotipos contrastantes de trigo común (2 cultivares, 8 familias F6:7 (FAM) y 10 genotipos parentales (PAR) utilizados para formar las familias) para removilizar materia seca de tallo bajo condiciones de estrés hídrico simuladas mediante defoliación 10 días después de la antesis, y estimar la contribución de la materia seca de tallo removilizada al peso del grano. En ensayos de campo de dos años, los genotipos fueron evaluados por rasgos agrofisiológicos y morfoanatómicos del pedúnculo. La contribución de las reservas de tallo al peso del grano por espiga se vio significativamente mejorada en plantas defoliadas pero no difirió entre los grupos de genotipos. Las familias F6:7 tuvieron una tasa de llenado de grano y peso de 1000 granos más altos pero sin mejora en el peso del grano por espiga bajo defoliación en comparación con los grupos parentales. El área total de clorénquima, rasgos relacionados con el área del floema y la contribución de las reservas de tallo al peso del grano estuvieron asociados positivamente con el peso del grano por espiga bajo defoliación, mientras que en ambos tratamientos, la tasa de llenado de grano fue determinada por la altura del tallo. Estos resultados implican que la tasa de llenado de grano es un rasgo deseable para la tolerancia a la sequía que puede mejorarse durante el proceso de mejoramiento genético.