本研究利用水旱地不同生态型高产小麦品种进行完全双列杂交组合，进行灌浆期亲本和杂交后代的叶片WUE和相关生理性状的遗传分析，通径分析，配合力分析，及大田群体WUE和产量研究。主要结果如下：1.在整个灌浆期，Pn对叶片WUE的直接通径系数始终为正向，Tr、Tl对叶片WUE的直接通径系数始终为负向。2.遗传力和遗传进度等遗传参数分析表明，应该在早期世代选择的性状有旗叶WUE、Pn、Tr和Tl。其中，对旗叶WUE的早代选择宜在灌浆中晚期；Tr的筛选宜选择在中期进行；Tl的早代选择适宜在晚期；而对Pn的选择在整个灌浆期都是有效的。3.灌浆期旗叶WUE与大田WUE及大田产量，大田WUE与大田产量三组正相关都达到显著水平。4.烟优361表现优秀，生育期内耗水少，高产、高水分利用效率；小偃54产量微低，属高光效、低蒸腾、低叶温的优良旱地品种。5.两个早地亲本正交组合后代有最高的叶片WUE和大田WUE及产量，同时旱/水组合也有较优的大田WUE及叶片WUE表现，因此，旱/旱、旱/水组合应作为高水分利用效率育种的重点模式。以上结果充分说明进行旗叶WUE及其相关性状的遗传规律的深入探讨，对于高水效育种具有重要指导意义和应用参考价值。